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四肢再生における分化リプログラミング&発生プログラム再起動を司る遺伝子機能

研究課題

研究課題/領域番号 20H03264
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

佐藤 伸  岡山大学, 異分野融合先端研究コア, 研究教授 (90512004)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード四肢再生 / リプログラミンング / リプログラミング / 神経因子 / FGF
研究開始時の研究の概要

有尾両生類は失った器官を再生させることができる。このような再生能力はヒトなどの哺乳理では観察されない。この差はいったいどこにあるのかは長年の謎である。我々は世界に先駆けて発見した再生誘導因子を使用し、この因子に対する応答性の差を再生不能動物と再生可能動物とで比較することで、再生能力の差異に迫れると考えた。世界的にも当研究室だけが持つ培養技術と、多様な動物種を扱えるというアドバンテージを生かし、次世代シーケンサーを用いた多種間比較解析を行う。本研究で明らかになる再生不能動物と可能動物との差異を埋めてゆくことで、人などの非再生動物における器官レベルの再生の実現を目指す。

研究実績の概要

有尾両生類は失った器官を再生させることができる。このような再生能力はヒトなどの哺乳類では想定されない。この差はいったいどこにあるのかは長年の謎である。我々は世界に先駆けて発見した再生誘導因子を使用し、この因子の下流遺伝子動態の差を再生不能動物と再生可能動物とで比較することで、再生能力の差異に迫れると考えた。世界的にも珍しい研究室だけが持つ培養技術と、多様な動物種を扱えるというアドバンテージを生かし、次世代シーケンサーを用いた多種間比較解析を行う。本研究で明らかになる再生不能動物と再生可能動物との差異を埋めていくことで、人などの非再生動物における器官レベルの再生の実現を目指すことを目的にしている。当該年度は、2020~の成果をより世界に広めるために広報活動を行う。また、再生誘導因子によるリプログラミングを解析する新しい手法を確立し、新たにゲノム支援を通じて、より詳細な解析として昇華させつつある状況にある。この解析によって、長年の懸案事項であった分化細胞の定義を達成し、細胞リプログラミングに関する知見を新しいステージに載せることが可能になる。じっさい分化細胞も定義に関わる内容は、別論文として2つの論文として先駆けて報告した。研究計画としては、定義する分化細胞をグランドステートとし、一細胞解析でグランドス テートの分子実態を把握する。そのうえで、再生誘導因子を適用し、グランドステートからの分子的な解離を探索することで、リプログラミングの実態因子を把握できると考えている。先年度の交付申請時に付した、再生体のサイズに違いに着目した研究活動も行いたい。現在 これも論文作成途上である。この実験の中で、世界で不可能とされた表現型も得ることができているため、極めて反響の大きい論文を作ることができると考えている。以上の実験などを本年後の活動計画とする

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

論文としてはすでに複数本発表できている。ゲノム支援の研究を付加することで、当初の研究計画を大きく超え進展している

今後の研究の推進方策

ゲノム支援の居力を得た研究計画進める。また、上記概要に書いたように色々と波及成果が出てきているのでそれらも研究成果物として発表するように勧める。来年度が最終年度となるので、主に研究をまとめ、次のステップに乗るような方向に舵を切る。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] FGF signaling induces the regeneration of collagen fiber structure during skin wound healing in axolotls2023

    • 著者名/発表者名
      R. Kashimoto, Y. Kamei, S. Nonaka, Y. Kondo, S. Yamamoto, S. Furukawa, A. Ohashi, A. Satoh
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 498 ページ: 14-25

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2023.03.007

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lattice-patterned collagen fibers and their dynamics in axolotl skin regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Kashimoto Rena、Furukawa Saya、Yamamoto Sakiya、Kamei Yasuhiro、Sakamoto Joe、Nonaka Shigenori、Watanabe Tomonobu M.、Sakamoto Tatsuya、Sakamoto Hirotaka、Satoh Akira
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 7 ページ: 104524-104524

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104524

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An approach for elucidating dermal fibroblast dedifferentiation in amphibian limb regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Satoh A., Kashimoto R., Ohashi A., Furukawa S., Yamamoto S., Inoue T., Hayashi T., and Agata K.
    • 雑誌名

      Zoological letters

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lmx1b activation in axolotl limb regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto S., Furukawa S., Kashimoto R., Ohashi A., Satoh A
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Axolotl liver regeneration is accomplished via compensatory congestion mechanisms regulated by ERK signaling after partial hepatectomy2021

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Ohashi Nanami Saito Rena Kashimoto Saya Furukawa Sakiya Yamamoto Akira Satoh
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics

      巻: in press 号: 6 ページ: 838-851

    • DOI

      10.1002/dvdy.262

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] “Lattice-patterned collagen fibers and their dynamics in axolotl skin regeneration”2022

    • 著者名/発表者名
      樫本玲菜、佐藤伸
    • 学会等名
      日本発生生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Dermal collagen structure of the axolotl skin2022

    • 著者名/発表者名
      Satoh Akira
    • 学会等名
      Japan - Australia - Singapore Skin Webinar Series
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lattice-patterned collagen fibers in the dermis and their dynamics in regeneration of axolotls2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Satoh, PhD.
    • 学会等名
      ISRB REGENERATION AROUND THE WORLD MEETING
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Flexible Shh and Fgf8 expression domains in regenerating axolotl limb guarantee consistent limb morphogenesis in different limb sizes.2022

    • 著者名/発表者名
      Furukara Saya, Akira Satoh
    • 学会等名
      2022 Salamander meeting (Turkey)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アホロートル四肢再生における新日繊維芽細胞の「分化の揺らぎ」に関与する遺伝子2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤伸
    • 学会等名
      日本動物学会 2021 オンライン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Signal to become a blastema cell2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Satoh, PhD.
    • 学会等名
      2021 Salamander meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 両生類四肢再生における皮膚の リプログラミング機構へのアプローチ2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤伸
    • 学会等名
      日本動物学会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-12-25  

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